Шрифт:
Закладка:
К примеру, окраска этой бабочки, березовой пяденицы, делает ее незаметной на стволе дерева. Благодаря такой природной маскировке возрастает вероятность, что ей удастся провести хищников.
Березовая пяденица © Natural History Museum, London, UK / Bridgeman Images
Глядя на эту фотографию, мы с трудом различаем контуры бабочки. Во время промышленной революции, когда стволы деревьев, на которые садились насекомые, почернели от дыма и копоти, их тела и крылья тоже потемнели. К середине ХХ столетия воздух стал чище, стволы светлее, а с ними и бабочки, и не потому, что они сделались менее грязными, а потому, что светлые особи чаще выживали.
Это простой пример быстрых изменений, которые Уоллес и Дарвин наблюдали во время своих путешествий. История Уоллеса менее известна. В отличие от Дарвина, он происходил из небогатой семьи и искренне сочувствовал радикальным идеям: поддерживал суфражисток и критиковал политику свободной торговли Соединенного Королевства. Четыре года он собирал образцы и проводил исследования в бассейне Риу-Негру, одного из притоков Амазонки. Там и на Малайском архипелаге, где Уоллес составил поразительную коллекцию из 126 500 образцов, он заинтересовался несхожестью представителей одних и тех же видов фауны в местах, долгое время разделенных естественными границами, к примеру большой рекой. Животные на одном берегу разительно отличались от тех, что жили на другом, следовательно, заключил Уоллес, их различия стали следствием того, что в течение долгого времени они приспосабливались к разным условиям. Другими словами, эволюционировали. Рыбы – это не просто рыбы, а птицы – не просто птицы.
Дарвина в некотором роде можно уподобить Пикассо по отношению к Уоллесу – Браку. 24 ноября 1859 года вышел в свет труд Дарвина «О происхождении видов». Весь тираж, 1250 экземпляров, разошелся в первый же день. Его книга – мастер-класс по наблюдению и наблюдательности, настоящий гимн зрению. Сбор образцов во время путешествий он уподоблял прозрению слепого. Историк и писательница Андреа Вулф утверждает, что его методы были одновременно и теле-, и микроскопическими.
За двадцать два года до этого Дарвин сделал в своей записной книжке следующий рисунок:
По сути это временнáя шкала. В ее точке отсчета (внизу слева) всего один биологический вид. Но шли тысячелетия, появлялись внутривидовые различия – ветви вида, которые затем эволюционировали независимо друг от друга, то ли оказавшись по разные стороны естественной границы, например реки, то ли из-за изменившихся условий среды обитания: наступления ледникового периода или индустриальной революции.
Ветви на рисунке Дарвина – гибридные виды. Уоллес и Дарвин внимательно изучали процессы гибридизации и мутации в живой природе и окаменелостях. Они искали промежуточные звенья, межвидовые скрещивания, типические признаки и примеси. Когда вы настроились искать что-то конкретное – пусть даже самое простое, скажем желтый цвет, – вы начинаете видеть его повсюду. Уоллес и Дарвин были такими охотниками за «желтым». Доказательства естественного отбора и эволюции видов были у нас под носом, просто мы их не искали, не видели в упор. Нужно было смотреть внимательнее. Если провести звуковую аналогию, иногда полезно перестать говорить и начать слушать. Научное наблюдение означает умение прислушаться.
Одно из доказательств и достоинств теории естественного отбора – это предсказуемость. Изучая ископаемые останки позвоночных организмов, мы хорошо знали, что одни окаменелости некогда были обитателями моря, другие – суши. Эволюционная биология предрекла существование промежуточного звена. На зоологической полке было оставлено место для фоссилий земноводных (амфибий), и в конце концов на юге Шотландии такие окаменелости были найдены.
Дмитрий Менделеев
Недостающее звено подсказывает ученым, чтó они должны найти, и задает верное направление поискам; именно так и случилось еще в одном сюжете о научном наблюдении. Изысканиями занимался вот этот человек. Какие у него проницательные, красивые глаза, словно созданные для того, чтобы узреть пробелы в наших знаниях о мире природных элементов.
Дмитрий Менделеев происходил из небогатой семьи; он родился в 1834 году в Сибири и был младшим из четырнадцати детей. После того как его отец ослеп, управление стекольной фабрикой взяла на себя мать.
Самым знаменитым его открытием стала периодическая система химических элементов, привидевшаяся ученому во сне: «Ясно вижу во сне таблицу, где элементы расставлены как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги и заснул опять. Только в одном месте впоследствии оказалась нужной поправка». Принимая во внимание провидческое содержание таблицы, это поразительно. Сперва Менделеев расположил известные твердые, жидкие и газообразные элементы в соответствии с их основным свойством, атомной массой. И раньше выдвигались предположения, что элементы как-то соотносятся друг с другом, но ни у кого не было ясного понимания, как именно. Менделеев пытался это осмыслить, записав на карточках названия всех элементов; он тасовал их так и эдак в поисках закономерностей. Для начала он записал…
Литий (относительная атомная масса 7)
Бериллий (9)
Бор (11)
Углерод (12)
Азот (14)
Кислород (16)
Фтор (19)
…последовательность, которая ничего бы нам не прояснила, поскольку литий (щелочной металл, который можно резать, как сыр, и который в природе встречается только в соединениях) имеет мало общего с углеродом, азотом и кислородом, составляющими основу нашей жизни и присутствующими буквально во всем. Но Менделеев начал составлять второй столбец…
Литий (7) Натрий (23)
Бериллий (9) Магний (24)
Бор (11) Алюминий (27)
Углерод (12) Кремний (28)
Азот (14) Фосфор (31)
Кислород (16) Сера (32)
Фтор (19) Хлор (35)
…и теперь что-то стало вырисовываться. Если смотреть по горизонтали, станет заметно очевидное сходство между литием и натрием (еще один мягкий легкий металл), или между углеродом и кремнием, или фтором и хлором. Однако только третий столбец по-настоящему вознаградил Менделеева за идею представить свои догадки в виде таблицы. Калий прекрасно вписался в первый ряд мягких металлов, а твердый титан следовал в той же строке, что и стабильные углерод с кремнием. Но справа от алюминия зиял пробел.
Литий (7) Натрий (23) Калий (39)
Бериллий (9) Магний (24) Кальций (40)
Бор (11) Алюминий (27)?
Углерод (12) Кремний (28) Титан (48)
Азот (14) Фосфор (31)
Кислород (16) Сера (32)
Фтор (19) Хлор (35)
Менделеев столкнулся с недостающим звеном, в точности как Уоллес и Дарвин. Что было делать? Вероятно, у него возникало опасение, что в периодическую систему вкралась ошибка, однако он решил, что ошибочны были научные представления того времени. Его таблица наглядно демонстрировала
